你的位置:首頁 > 測(cè)試測(cè)量 > 正文

智能購物應(yīng)用中的存儲(chǔ)器——第一部分

發(fā)布時(shí)間:2017-11-13 來源:Reuben George 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】零售是世界上競(jìng)爭(zhēng)最為激烈的行業(yè)之一,利潤率很低。大型商場(chǎng)已經(jīng)開始利用物聯(lián)網(wǎng)吸引客戶,為他們提供個(gè)性化購物體驗(yàn)。零售商正在整合商場(chǎng)中的所有設(shè)備和公司總部云端資源。本文聚焦于存儲(chǔ)器在受IoT影響的零售購物領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。在第一部分,我們將探討如何利用IoT的先驅(qū)之一,POS終端。
 
當(dāng)今,物聯(lián)網(wǎng)(IoT)已對(duì)所有行業(yè)產(chǎn)生了影響,而且有望到2020年成為一個(gè)1.7萬億美元的市場(chǎng)。IoT領(lǐng)域建立在云計(jì)算以及由移動(dòng)、虛擬和即時(shí)連接搭建的數(shù)據(jù)采集傳感器網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)之上。行業(yè)專家認(rèn)為,它將讓我們生活中的一切變得更加“智能”。IoT已經(jīng)滲透至各行各業(yè):從工廠自動(dòng)化到點(diǎn)播娛樂和可穿戴設(shè)備。但在大多數(shù)情況下,這個(gè)龐大的智能設(shè)備互聯(lián)系統(tǒng)在改變我們的工作方式方面還未充分發(fā)揮其全部潛能。
 
IoT無疑是推動(dòng)半導(dǎo)體行業(yè)和嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的新動(dòng)力。它的誕生推升了市場(chǎng)對(duì)眾多新使能技術(shù)的需求,其中包括:
 
  • 新一代超低功耗IC
  • 全新的無線通信協(xié)議
  • 分析及云計(jì)算用高級(jí)數(shù)據(jù)處理技術(shù)
 
隨著芯片朝著更小尺寸的工藝節(jié)點(diǎn)邁進(jìn),此前相對(duì)不引人注目而現(xiàn)在變得愈發(fā)顯眼的一個(gè)半導(dǎo)體細(xì)分市場(chǎng)就是存儲(chǔ)器。物聯(lián)網(wǎng)及其艾字節(jié)數(shù)量級(jí)的數(shù)據(jù)流量正在推升市場(chǎng)對(duì)高性能、低功耗、超小封裝的存儲(chǔ)器的需求。IoT對(duì)半導(dǎo)體-尤其是存儲(chǔ)器的-強(qiáng)加的另一個(gè)約束就是安全性和可靠性要求。大量隱私信息將被存儲(chǔ)在可穿戴設(shè)備、服務(wù)器和其它物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)上。
 
過去十年來,存儲(chǔ)器領(lǐng)域被分為兩個(gè)截然不同的產(chǎn)品家族:即快速和低功耗存儲(chǔ)器,每個(gè)都有其自身的特性、應(yīng)用和定價(jià)。只要愿意犧牲功耗甚至尺寸,OEM就能找到高速度性能的存儲(chǔ)器產(chǎn)品。對(duì)于需要低功耗的易失性和非易失性存儲(chǔ)器而言,反之亦然。
 
但是,IoT改變了市場(chǎng)對(duì)存儲(chǔ)器的要求?,F(xiàn)在的需求是高性能、低功耗器件。這些器件被要求能夠使用便攜式電源執(zhí)行復(fù)雜的運(yùn)算。它們還必需盡量縮減引腳數(shù)量和外形尺寸。通過內(nèi)置深度關(guān)機(jī)、深度睡眠等低功耗模式,同時(shí)提供一代高于一代的性能(即時(shí)鐘頻率和特性集),微控制器已可以滿足這些要求。為了與微控制器保持同步,存儲(chǔ)器一定不能讓設(shè)計(jì)人員擔(dān)憂性能和功耗之間的取舍。
 
本文將聚焦于存儲(chǔ)器在已受IoT影響的一個(gè)領(lǐng)域―零售購物領(lǐng)域中的發(fā)展趨勢(shì)。在借助IoT給消費(fèi)者帶來便利方面,這個(gè)2萬億美元的市場(chǎng)蘊(yùn)含著巨大潛力。零售是世界上競(jìng)爭(zhēng)最為激烈的行業(yè)之一,數(shù)百萬個(gè)零售商爭(zhēng)奪一個(gè)成熟客戶群,因此利潤率很低。大型商場(chǎng)已經(jīng)開始利用物聯(lián)網(wǎng)吸引客戶,為他們提供個(gè)性化購物體驗(yàn)。零售商正在整合商場(chǎng)中的所有設(shè)備、公司總部云端資源。最終目標(biāo)是一個(gè)互聯(lián)商場(chǎng),它能夠利用所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行促銷、打造客戶忠誠度、管理庫存和提升運(yùn)營效率。
 
當(dāng)今的消費(fèi)者正在廣泛使用互聯(lián)網(wǎng)影響他們的購物決策:從研究產(chǎn)品到網(wǎng)上購物再到評(píng)論產(chǎn)品。在利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行購物方面,零售商已經(jīng)落后于消費(fèi)者。為了跟上消費(fèi)者的步伐,零售商正在關(guān)聯(lián)零售的物理和在線層面,從而讓每一次互動(dòng)都有回報(bào),以便讓他們的商場(chǎng)變得更加“智能”。
 
智能POS終端
 
IoT已給零售領(lǐng)域帶來的一個(gè)顯著影響就是智能銷售點(diǎn)(POS)終端。POS終端在某種意義上就是零售商使用IoT的中心節(jié)點(diǎn)。很多領(lǐng)先的“智能”商場(chǎng)利用POS數(shù)據(jù)了解客戶的購物趨勢(shì),實(shí)時(shí)追蹤庫存,并幫助在線購物者準(zhǔn)確確定產(chǎn)品的本地存貨情況。它們還能幫助零售商根據(jù)客戶購買特定物品的頻率為他們提供定制建議。
 
為了追蹤購物者的購物統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),智能POS終端需要連接掃描儀。這意味著智能POS終端必須處理數(shù)倍于傳統(tǒng)POS終端所處理的數(shù)據(jù)。很多最新型號(hào)的智能POS終端采用了主頻達(dá)到Ghz級(jí)別的最新的ARM處理器。與此同時(shí),這些終端大多是由電池供電的便攜式設(shè)備,換句話說,這些系統(tǒng)需要盡可能地少用電。此外,由于所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是高度個(gè)人化的數(shù)據(jù),因此要求最高級(jí)別的數(shù)據(jù)完整性,即需要使用比傳統(tǒng)終端更為嚴(yán)格的加密標(biāo)準(zhǔn)。最后,還要采用所有POS終端都采用的標(biāo)準(zhǔn)的故障安全技術(shù)(如lockout模式)。
 
POS終端采用多種類型的存儲(chǔ)器:用于非易失性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的閃存,用于高速緩存的DRAM,以及用于微控制器存儲(chǔ)擴(kuò)展和電池備份配置數(shù)據(jù)日志的SRAM。有時(shí)甚至?xí)褂靡粋€(gè)外置的MMC。圖1顯示了一個(gè)典型POS終端設(shè)計(jì)的框圖,為了滿足智能POS終端的要求,存儲(chǔ)器應(yīng)提供最高的可靠性和足夠的帶寬。不僅如此,為了滿足便攜要求,存儲(chǔ)器還必須具備低功耗、小尺寸的特點(diǎn)。
 
過去,存儲(chǔ)器的發(fā)展一直試圖結(jié)合快速的存取速度、低功耗和小尺寸特性。但是,隨著Octi-SPI、HyperBus™等新一代低引腳數(shù)接口的問世,現(xiàn)在出現(xiàn)了能夠媲美甚至超過快速存取式存儲(chǔ)器的帶寬,同時(shí)匹敵低功耗存儲(chǔ)器的功耗,并使用最低數(shù)量的微控制器引腳的存儲(chǔ)器。從微控制器傳承到SRAM等存儲(chǔ)器的另一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)就是引入了深度睡眠模式。例如,賽普拉斯的PowerSnooze™ SRAM就是一種深度睡眠能效媲美Micropower SRAM的Fast SRAM。
 
智能購物應(yīng)用中的存儲(chǔ)器——第一部分
圖1:這是現(xiàn)代POS終端的框圖。所使用的存儲(chǔ)器包括閃存、SRAM、DRAM和SD/MMC插槽。
 
讓我們比較一下兩種常用SRAM-Fast和Micropower,以及具備深度睡眠模式的Fast SRAM的功耗和存取時(shí)間。
 
智能購物應(yīng)用中的存儲(chǔ)器——第一部分
 
通過結(jié)合快速存取和深度睡眠特性,這些存儲(chǔ)器能夠媲美SRAM的速度和低功耗SRAM的能效。在SRAM在大多數(shù)時(shí)間處于待機(jī)狀態(tài)的應(yīng)用中,這種結(jié)合的優(yōu)勢(shì)更加顯著。
 
在使用SRAM記錄配置數(shù)據(jù)的一個(gè)典型POS終端中,SRAM的運(yùn)行時(shí)間只占總工作時(shí)間的20%。如果這個(gè)SRAM是工作電壓為3.3V的Fast SRAM,它工作時(shí)將消耗120瓦時(shí)(WH)的電能,待機(jī)時(shí)將消耗80 WH的電能,總能耗為200 WH。如果是一個(gè)具備深度睡眠模式的Fast SRAM,工作時(shí)仍消耗120 WH的電能,但待機(jī)時(shí)能耗降至0.06 WH,因此總能耗約為121 WH。在這個(gè)具體的例子中,深度睡眠選項(xiàng)將能耗降低了40%。
 
對(duì)于一顆240mAH的板載紐扣電池而言,一個(gè)處于待機(jī)狀態(tài)的16Mb Fast SRAM將能讓電池續(xù)航超過12小時(shí),而一個(gè)處于待機(jī)狀態(tài)的低功耗SRAM將能讓電池續(xù)航超過3年,但后者的局限是存儲(chǔ)速度較慢。此時(shí),一個(gè)具備深度睡眠模式的Fast SRAM與低功耗SRAM相比優(yōu)勢(shì)顯著,其帶寬是后者的4倍多(即10ns存取時(shí)間vs. 45ns存取時(shí)間),而且沒有功耗代價(jià)。盡管如此,無論是MCU或SRAM,使用深度睡眠模式時(shí)應(yīng)考慮一個(gè)因素:進(jìn)入和退出深度睡眠模式的時(shí)間。如果兩個(gè)工作周期之間的時(shí)間間隔與SRAM進(jìn)入或退出深度睡眠模式所用時(shí)間相比太短,那么這種方法將會(huì)無用。例如,對(duì)于賽普拉斯出品的具備深度睡眠模式的Fast SRAM而言,這個(gè)時(shí)間間隔是300µs(最大)。這可能是推廣具備深度睡眠模式的Fast SRAM的最大障礙。
 
存儲(chǔ)器領(lǐng)域的另一個(gè)有趣趨勢(shì)是:隨著閃存變得越來越快,對(duì)高速緩存的需求正在發(fā)生改變。很多需要RAM的微控制器工藝現(xiàn)在可以利用XIP(Execute In Place)在閃存上實(shí)現(xiàn)。這意味著RAM越來越多被用于擴(kuò)展內(nèi)存或電池系統(tǒng)備份。與此同時(shí),已被運(yùn)用于這兩種應(yīng)用的SRAM正在增加容量選擇。換句話說,傳統(tǒng)上首選的DRAM正變得越來越不重要,因?yàn)榫拖袢萘扛?、速度更快、功耗更低的閃存可以滿足大型存儲(chǔ)的需求那樣,容量更高、功耗更低、尺寸更小的SRAM也可以滿足小型存儲(chǔ)的需求。
 
其它組件
 
用于構(gòu)筑智能購物體驗(yàn)的還有很多其它組件:各種類型的傳感器、電子貨架標(biāo)簽及信標(biāo)、存儲(chǔ)設(shè)備以及用于處理所采集數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理終端。在一篇文章中探討所有這些設(shè)備的應(yīng)用和內(nèi)存需求難度很大。我計(jì)劃在近期探討這些設(shè)備的內(nèi)存需求。但是,基本的要求不變,即低功耗、高速、小尺寸和高可靠性。
 
本文轉(zhuǎn)載自電子技術(shù)設(shè)計(jì)。
 
 
 
 
 
 
 
 
推薦閱讀:



發(fā)生在深夜的詭異電路現(xiàn)象
眼動(dòng)追蹤提供全新人機(jī)互動(dòng)體驗(yàn)
解碼北斗三號(hào),它都采用了哪些新技術(shù)?
交流電壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)的數(shù)字隔離
探索不同的SAR ADC 模擬輸入架構(gòu)
 
 
 
要采購微控制器么,點(diǎn)這里了解一下價(jià)格!
特別推薦
技術(shù)文章更多>>
技術(shù)白皮書下載更多>>
熱門搜索
?

關(guān)閉

?

關(guān)閉